基于单片机的太阳能热水器控制器的设计 毕业论文(5)

南京工业大学本科生毕业设计（论文）

图3-10 报警电路图

3.7 辅助加热电路

辅助加热由继电器来控制，继电器是一种很好的控制开关，价格低，控制方便，配合一个LED灯来模拟加热过程，使电路简单易行。

当天气晴朗时，阳光很充足，热水器水箱中的水能够被加热到满意温度，但是当雨雪天气，集热器吸收的能量无法使温度达到设定值，所以控制器还需要一套辅助加热系统，当水温满足不了用户的需求时，可以通过按键开启加热系统，水箱中的加热棒便开始发热工作，当水被加热到设定值时，加热系统自动关闭。 本设计中使用的继电器的型号是SRD-05VDC-SL-C。电磁继电器一般由衔铁、线圈、铁芯、触点簧片等几部分组成。当给继电器两端加上一个电压时，电磁效应就此产生，开关打到常开触点。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，开关打到常闭触点。

辅助加热的电路图如下所示：

在仿真时，由于软件中没有SRD-05VDC-SL-C型号的继电器，所以用G2R-14-AC120型号的继电器代替，两者的工作原理相似。

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第三章 控制器硬件设计

图3-11 辅助加热电路图

辅助加热功能由外部中断0实现，当采集到按键按下时，进入中断。当辅助加热时，单片机的P2.6口输出的是高电平，三极管导通，开关打到常开状态，发光二极管被点亮，当不需要辅助加热时，P2.6口输出的是低电平，三极管未导通，开关在常闭状态，发光二极管不亮。图中的D1为一个续流二极管，当线圈突然断电后，电流不会立刻消失，剩余的能量会损坏线圈，为了防止这种现象发生，用一个二极管构成一个回路，使能量慢慢释放完，保护了线圈，增加了它的寿命。

当蓄水箱中没水时，是严禁启动辅助加热的，否则加热器会烧坏。在软件设计的时候，当进入辅助加热中断后，应先判断是否有水，即33H中的值是否为0，当为0时，跳出中断，不对P2.6的状态做任何改变，当不为0时，P2.6输出高电平，即开启辅助加热系统。

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第四章 控制器软件设计

4.1主程序设计

控制器的功能比较多，代码也有几百行，为了方便修改和设计，这里采用模块化结构，包括主程序、温度检测子程序、水位检测子程序、报警子程序、显示子程序以及4个中断程序：辅助加热子程序、自动上水子程序和温度设定子程序。由主程序调用不同的子程序来实现控制器的所有功能。 在编写系统初始化程序时需要注意以下几点：

?设置4个单元的显示缓冲区30H～33H，数码管显示的数字存放在这里。 ?在50H、51H中存放温度设定的初始值。

?程序会使用到中断，所以在初始化时必须对与中断相关的寄存器进行一些设置。

主程序流程图如下所示：

图4-1 主程序流程图

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第四章 控制器软件设计

4.2 温度检测子程序

将采集到的温度值转换成数字数据后送到单片机进行处理，得到一个3位数的值，由于实际生活中显示的温度只需要2位就可以满足，这里放弃了百位值的显示，处理后的数据送到33H、32H保存并通过数码管显示。

4.3 水位检测子程序

4个按键的一端分别接到P2口的4个引脚，当按键按下时，对应的引脚电平变低。判断出哪个按键按下后数码管会显示出对应的值。流程图如下所示：

图4-2 水位检测流程图

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4.4 报警子程序

将检测到的水温、水位与报警值进行比较，当超出范围时，报警灯亮，当又回到正常范围内时，报警灯暗。报警子程序流程图如下所示：

图4-3 报警流程图

4.5 显示子程序

当采集到水温水位的数据后，被保存在30H～33H中，然后调用显示子程序，在每个时间点被点亮的数码管只有一个，但是时间间隔太短，人眼无法分辨出，所以平时看到的都是4个数码管同时亮着。

4.6 辅助加热子程序

辅助加热功能由外部中断0实现，当采集到按键按下时，进入中断。进入中断后首先判断是否有水，没水就退出，不需要加热；如果有水，开启加热，当加热到设定值后，停止加热。辅助加热流程图如下：

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